心率變異性(heart rate variability,HRV)是指逐次心跳 R-R 間期波動的現(xiàn)象,其機(jī)制是交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)協(xié)調(diào)作用從而控制竇房結(jié)的起搏,其具體表現(xiàn)是每個心動周期長短的不規(guī)則變化。心率變異性信號中蘊含著有關(guān)心血管控制及體液調(diào)節(jié)的大量信息,提取這些信息并加以分析可以定量評估心交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的均衡性。 產(chǎn)生機(jī)制及意義 HRV的產(chǎn)生主要是由于心臟竇房結(jié)自律活動通過交感和迷走神經(jīng)、神經(jīng)中樞、壓力反射和呼吸活動等因素的調(diào)節(jié)作用,使得心臟每搏間期一般存在幾十毫秒的差異。 在靜息狀態(tài)下,正常人的心電圖呈現(xiàn)RR間期周期變化,竇性心律不齊是由于呼吸的不同時相所介導(dǎo)的迷走神經(jīng)反映性波動所致。導(dǎo)致吸氣時心率加快,呼氣時心率減慢。許多其它因素也可以引起心率的變化,例如體位、體溫、血循環(huán)中的兒茶酚胺、內(nèi)分泌激素以及營養(yǎng)、環(huán)境、藥物、各種疾病等都會影響心率。 由于對HRV的生理和病理意義進(jìn)行了廣泛和深入的研究,其結(jié)果表明心率變異信號中蘊含著有關(guān)心血管調(diào)節(jié)的重要信息,對HRV進(jìn)行分析可以間接地定量評價心肌交感、迷走神經(jīng)緊張性和均衡性,而且還能分析自主神經(jīng)系統(tǒng)的活動情況,在多種心血管疾病中,患者的心率變異性都有降低的趨勢。 心率變異性還可以作為一個獨立的心源性猝死危險性的預(yù)測指標(biāo)。心率變異性分析對多種惡性心律失常的預(yù)后判斷和藥物治療效果分析有指導(dǎo)作用。 總之,HRV的生理學(xué)基礎(chǔ)歸因于交感、迷走神經(jīng)系統(tǒng),其中迷走神經(jīng)對HRV起著主要的決定作用,所以,迷走神經(jīng)功能健全時,心率變異程度大,迷走神經(jīng)功能受損時,心率變異程度小。 HRV的分析方法 HRV分析的心電信號有長有短,短期的只有5分鐘,最長1小時;長期的可達(dá)24-48小時。記錄可在不同體位(仰臥、傾斜、直立或倒立位)和動作(平靜呼吸、深呼吸、Valsava動作、運動)進(jìn)行。 HRV分析目前采用的方法有時域分析法和頻域分析法,時域分析法是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計指標(biāo)對HRV作時域測量,包括簡單法和統(tǒng)計學(xué)方法;頻域方法或頻譜分析方法原理是將隨機(jī)變化的RR間期或瞬時心率信號分解為多種不同能量的頻域成份進(jìn)行分析,可以同時評估心臟交感和迷走神經(jīng)活動水平。 以上兩種分析方法都屬于線性分析方法,而人體內(nèi)的生物過程都屬于非線性過程,為此,又提出了第三種分析方法,即以非線性(混沌)分析方法來描述心率變異性的特性。 時域分析法----R-R間期直方圖 心電圖的R-R間期在心律失常時有較大差異,即使是竇性心律,也因活動及體液因素的影響而有一定波動。分析心電圖R-R間期變化可提供許多心理生理的信息。直方圖的形狀可反映HRV大小,當(dāng)R-R間期直方圖高而窄時,HRV小,R-R間期直方圖低而寬時,HRV大。 正常的R-R間期直方圖 時域方法:四項檢測指標(biāo):SDNN、HRV三角形指數(shù)、SDANN、RMSSD SDNN、HRV三角形指數(shù)用于評估心率總體變化的大?。篠DANN用于評估心率變化中的長期慢變化成分;RMSSD反映心率快變化的大小。 ·SDNN:標(biāo)準(zhǔn)差,即全部NN間期的標(biāo)準(zhǔn)差,單位為ms。 ·HRV三角形指數(shù):NN間期的總個數(shù)除以NN間期直方圖的高度。在計算NN間期直方圖時,橫坐標(biāo)刻度間隔的標(biāo)準(zhǔn)為7.8125ms(1/128s),無量綱。 ·SDANN:將全部記錄的NN間期,按記錄的時間順序每5分鐘為一個時間段,連續(xù)地劃成若干個時間段(如為24小時,共288段),先計算每5分鐘時間段內(nèi)NN間期的平均值,再計算這若干個平均值的標(biāo)準(zhǔn)差,單位為ms。 ·RMSSD:全程相鄰NN間期之差的均方根值,單位為ms。 頻域分析法 心率變異性的頻域分析是從另一角度,即頻譜分析的角度來分析心率變化的規(guī)律。它與時域分析既有相關(guān)性,又能揭示出心率的更復(fù)雜的變化規(guī)律。 頻域分析方法是將一段比較平穩(wěn)的RR間期或瞬時心率變異信號(通常大于256個心跳點)進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT)或自回歸參數(shù)模型法(AR)運算后,得到以頻率(Hz)為橫坐標(biāo),功率譜密度為縱坐標(biāo)的功率譜圖進(jìn)行分析。 正常頻譜圖 心率變異性的非線性(混沌)分析——RR間期散點圖 RR間期散點圖又稱洛倫茲散點圖(Lorenz Plot)或稱寵加來散點圖(Poincare Plot),它是反映相鄰RR間期的變化。 不同人的Poincare散點圖可以呈現(xiàn)多種形式,通常,正常人呈慧星狀(Conet Pattern)。 (A)28歲,SD=148ms (B)45歲,SD=167ms (C)28歲,SD=90ms (D)52歲,SD=104ms Poincare散點圖的形狀直接反映了瞬時心率變化曲線的特征,以正常的慧星狀散點圖為例,散點大都集中在圖中45度角的直線附近。這說明正常人相鄰的竇性心搏的RR間期大致是相等的,而圍繞45度線散開,說明正常人存在有竇性心律不齊。在心率緩慢時(對應(yīng)RR間期較長,即散點圖的上部)竇性心律不齊增大,而散點圖的下端(對應(yīng)心率快時)散點圖比較窄,說明在心率加快時,竇性心律不齊減小,這些結(jié)論與臨床現(xiàn)象符合。 心衰病人的散點圖: A.SD=41ms 魚雷形 B.SD=43ms 魚雷形 C.SD=26ms 扇 形 D.SD=59ms 扇 形 E.SD=104ms 復(fù)雜形 F.SD=44ms 復(fù)雜形 以魚雷狀的散點圖為例,其在45度線方向的長度短,而且在垂直于45度線方向的寬度也窄。這說明呈現(xiàn)魚雷狀的散點圖時,無論是24小時內(nèi)的平均心率變化,還是瞬時心率的快速變化都小,也就是心率變異性低。 |
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